A számítógép története

Átírás

1 Az ókortól napjainkig A számítógép története 1

2 Mottó: Bármilyen becsben is tartjuk a régieket, az igazságot mindig nagyobb becsben kell tartanunk, bármilyen új is legyen az az igazság, hiszen valójában öregebb minden véleménynél. (Blaise Pascal) 2

3 A számolás kezdetei Az emberek a legősibb idők óta törekedtek olyan eszközöket állítására, amelyek magát a számolást teszik könnyebbé, gyorsabbá. Első számolóeszközként kavicsokat, fadarabokat, zsinórokra kötött csomókat, fákat, földre vésett jeleket használtak. Ezek az eszközök már meg is őrizték a számolás eredményét. 3

4 Abakusz Az ókori Kínában, Egyiptomban az abakusz segítségével számoltak. A csillagászat, a hajózás, a kereskedelem számára végeztek számítási műveleteket. 4

5 Számolás az abakusszal A görög abaksz szó magyar jelentése tábla. Babilóniából ered. Párhuzamos egyenes sorokban, olykor csak a homokba rajzolt árkokban golyók, vagy kavicsok jelentették a számokat. Az analfabéták is könnyen megtanulhatták az abakusszal való számolást. 5

6 A helyi érték kialakulása A számok fogalmának kialakulásában a helyi érték fogalma volt a legjelentősebb lépés. Írásos emlékeink szerint Mezopotámiában az i. e év körül már fejlett tízes-hatvanas vegyes számrendszert használtak. A babilóniai helyi értékes számírásban nem jelölték az üres helyi értéket, azaz nem ismerték a 0-nak megfelelő jelet. 6

7 Tíz klasszikus Az i. sz. VII-X. századokból származó Tíz klasszikus című matematikai, csillagászati ismeretek ősi kínai gyűjteményének a tartalma jóval régebben keletkezett, valószínűleg az i. e. XI-III. századokban. E könyvekből tudjuk, hogy az ősi Kínában tízes számrendszert használtak, de helyi érték nélkül. 7

8 A tízes helyiérték-rendszer A tízes számrendszer és a helyiérték-rendszer összeolvadása Indiában történt meg. Ekkor keletkezett a zérus jele. Az első tízes helyiérték-rendszerben leírt számemlék a

9 Karavánutak mentén terjedt A tízes helyiérték-rendszer a karavánutak mentén eljutott Perzsiába, Egyiptomba. Később az arabok közvetítésével Európába. A legrégibb európai kézirat, amelyben arab számjegyeket találunk a spanyol Codex Vigilanus 976-ból való. 9

10 Leonardo Pisano (Fibonacci) Született: Pisa, 1170 (körül) Elhunyt: Pisa, 1250 (körül) 10

11 Liber Abaci A XIII. század legelején Leonardo Pisano (Leonardo da Pisa), akit mi csak Fibonacciként ismerünk megírta Liber Abaci (Könyv az abakuszról) című könyvét Ezzel hathatósan hozzájárult a hindu-arab tízes helyiérték-rendszer és az arab számjegyek Európában történő elterjedéséhez. 11

12 Római számok A római számírás a XVII. századig tartotta magát. Ennek oka az volt, hogy a klasszikus könyvelésekben a római számokat nehezebben lehetett meghamisítani. 12

13 Számítógép-családfa 13

14 Számítógép- törzsfejlődés 14

15 John Napier Született: Merchiston Castle, Edinburgh, Elhunyt: Edinburgh, április 4. 15

16 Logaritmus A skót származású John Napier fedezte fel és dolgozta ki a logaritmust, mint számolási eljárást. Segítségével a szorzást összeadási, az osztást kivonási műveletként lehet végezni. 16

17 William Oughtred Született: Eton, Buckinghamshire, március 5. Elhunyt: Albury, Surrey, június

18 Logarléc William Oughtred angol tudós 1621-ben fedezte fel a logarlécet, amely az osztást, és a szorzást nagymértékben leegyszerűsítette. 18

19 Wilhelm Sichkard Született: Herrenberg, április 22. Elhunyt: Tübingen, október

20 Az első számolásra alkalmas gép Wilhelm Sichkard matematikus 1623-ban készített számológépet. A gép fogaskerekei és fogaslécei segítségével összeadni, kivonni, szorozni és osztani tudott. 20

21 Fogaskerekes számítógép A fogaskerekes számítógépet a XVII. században Németország területén találták fel. Csillagászati számításokat végeztek a segítségével. 21

22 Blaise Pascal Született: Clermont, június 19. Elhunyt: Párizs, augusztus

23 Pascaline Blaise Pascal ben Franciaországban óraszerkezetű számológépet készített, amely a Pascaline nevet kapta. Az összeadást és a kivonást segítette. 23

24 Gottfried Wilhelm von Leibniz Született: Leipzig, július 1. Elhunyt: Hannover, november

25 Kettes számrendszerrel Wilhelm von Leibniz 1673-ban Németországban készítette el első gépét, amely már a kettes számrendszeren alapult. A négy alapműveletet és a gyökvonást végezte. 25

26 Joseph Marie Jacquard Született: Lyon, július 7. Elhunyt: Oullins, augusztus 7. 26

27 Lyukkártya a szövőszékhez Joseph M. Jacquard 1808-ban Franciaországban automatikus szövőszéket tervezett. A bonyolult minták szövését fából készült vékony, megfelelően kilyuggatott lapok, kártyák vezérelték. 27

28 Charles X. Thomas de Colmar Született: Elhunyt:

29 Az első kereskedelmi számítógép Charles Xavier Thomas of Colmar nevéhez fűződik az első kereskedelmi számítógép 1820-ban. Az első ötven évben 1500 darabot készítettek. 29

30 Számítógép-generációk XIX. század 30

31 0. számítógép-generáció Mechanikus és elektromechanikus számítógépek 31

32 Charles Babbage Született: London, december 26. Elhunyt: London, október

33 Mechanikus, digitális számítógép Charles Babbage 1822-ben bemutatta a világ első speciális célú, mechanikus működtetésű digitális számológépének modelljét. 33

34 Difference Engine Charles Babbage 1828-ban tervezte differencia gépét. Az új számológép segítségével főleg a hajózási táblázatok pontosítását tervezték elvégezni. 34

35 Analitical Engine Charles Babbage analitikus (külső programvezérlésű) gépét hatodfokú polinomok kezelésére tervezte. 32 jegyű számokkal számolva percenként 33 számot tudott megadni. 35

36 Babbage-féle számítógép-elvek Charles Babbage számítógépe tervezésekor számos olyan elvet fedezett fel, amely a mai modern számítógépek elvéül is szolgálhatott. 36

37 Külső programozás elve Külső programozás elve: a bemeneti egységek segítségével lehetett betáplálni a számokat és a vezérlő utasításokat. Ezt az elvet később elvetették. 37

38 Aritmetikai egység A számítási műveleteket egy külön aritmetikai egység végezte. Ma a modern gépekben ennek a processzor aritmetikai egysége felel meg. 38

39 Vezérlő egység Külön egység gondoskodott a számolási műveletek megfelelő sorrendben való elvégzéséről. Ennek a modern gépekben a vezérlő egység felel meg. 39

40 Az átmeneti tároló A műveletek végzése közben az átmeneti eredményeket egy belső tároló raktározta el. Ennek a mai berendezések operatív memóriája felel meg. 40

41 Digitális kijelzés Az eredmények megjelenítésére digitális, azaz számjegyeket használó egység szolgált. 41

42 Folyamatos működtetés Babbage gépének működtetéséhez emberi erőre volt szükség, amit gőzgépre kívánt felcserélni. A vezérlő utasítások bevitelét pedig a Jacquard által a szövőszékekben 1805 óta használt lyukkártyákkal kívánta megoldani. 42

43 Babbage gépe két fő részből állt A tárolóból, ahol azok a változók helyezkedtek el, amelyekkel a művelet végbement, valamint más műveletek végeredményeit is tárolta. A malomból, amelybe mindig azokat a mennyiségeket vitték be, amelyekkel éppen valamilyen műveletet végeztek. 43

44 Babbage általános gépet tervezett Emiatt két kártyacsomag volt. Az egyiken a változókat és a számoláshoz szükséges konstansokat vitték be, míg a másikon magát a számolási műveletet. Éppen ezért az analitikus gép rendkívül általános jellegű, tetszés szerinti műveletsort végezhetett. 44

45 Matematikai algoritmuson múlik Babbage analitikus gépe segítségével gyakorlatilag bármilyen számolás elvégezhető, ha pontosan le tudjuk írni a hozzá szükséges matematikai algoritmust. 45

46 Lady Ada Lovelace (Ada Byron) Született: Picadilly, Middlesex december 10. Elhunyt: Marylebone, London, november

47 Az általános programozás elve Lady Ada Augusta Lovelace (Ada Byron), Babbage elmondásából és egy itáliai előadókörút jegyzeteiből készítette el az analitikus gépre alkalmazható programterveit és programjait. Ő a világ első programozója. 47

48 George Boole Született: Lincoln, Lincolnshire, november 2. Elhunyt: Ballintemple, County Cork, december 8. 48

49 Augustus de Morgan Született: Madura, Madras, India június 27. Elhunyt: London, március

50 Bináris felépítés George Boole és Augustus de Morgan a logikai műveletek matematizálásával megalkotta a Bool-algebrát, amely a matematikai logika alapja. Ez a számítógépek működésének alapja is. 50

51 Herman Hollerith Született: Buffalo, New York, február 29. Elhunyt: Washington november

52 Gépi adatfeldolgozás Az Amerikai Egyesült Államokban pályázatot írtak ki az 1890-es népszámlálási adatok feldolgozására. Ezt Herman Hollerith nyerte meg. Ő alkalmazott először lyukkártyát statisztikai adatok tárolására, és ezzel megalapozta a gépi adatfeldolgozást. 52

53 Lyukkártyás adatfeldolgozás Hollerith az 1890-es népszámlálás adatainak feldolgozására lyukkártyával vezérelt villamos meghajtású gépet készített. Az adatokat így a várható húsz év helyett 2 év alatt dolgozták fel. 53

54 Létrejött az IBM elődje Herman Hollerith gépét villanymotor hajtotta és a kártyák osztályozására is az elektromosságot használta fel. Olyan kereslet mutatkozott a gépre, hogy kielégítésére létrehozta Tabulating Machine Company-t, a ma is ismert International Business Machine Corporation - IBM - elődjét. 54

55 Alan Mathison Turing Született: London, június 23. Elhunyt: Wilmslow, Cheshire, június 7. 55

56 Turing-gép Alan Mathison Turing amerikai matematikus az 1930-as években elsőként adta meg a program és a programozható számítógép modelljét. Ez a modell lett a róla elnevezett Turing-gép. 56

57 Katonai célú kutatások Az első elektromechanikus számítógépek csak a XX. század közepe felé jelentek meg. Hátráltatta a fejlődést, hogy ezeket a kutatásokat titokban végezték hadiipari jelentőségük miatt, így a tudósok nem tudtak együttműködni. 57

58 Gyorsabban, pontosabban Az 1930-as évek végén, a II. világháború kitörésekor egyértelmű lett a cél: ballisztikai lőelemszámításokból minél többet és minél pontosabbat kell produkálni a lehető legrövidebb idő alatt. Nyilvánvalóvá lett, hogy a mechanikus, illetve az elektromechanikus gépek nem tudják produkálni a kívánt sebességet. 58

59 Háborús számítások Érdekes adat, hogy egy tipikus röppálya kiszámításához körülbelül 750 szorzásra van szükség, és valamennyit legalább 4-6 tizedes jegy pontossággal kell elvégezni. Hasonlítsuk össze a történelmi kor adott lehetőségeit: 59

60 Röppálya számítások időtartama Gyors ember kézzel óra alatt 4-6 számjegy pontossággal Asztali számológép mechanikus 3-4 óra alatt 4-6 számjegy pontossággal Harvard - IBM elektromos és mechanikus 1 óra alatt 5-7 számjegy pontossággal 60

61 Háborús számítások időtartama Bell Telephones Co. elektromechanikus perc alatt 5-7 számjegy pontossággal MARK II. elektromechanikus perc alatt 5-7 számjegy pontossággal ENIAC elektronikus-digitális fél perc alatt 8-10 számjegy pontossággal 61

62 John Vincent Atanasoff Született: Hamilton, New York október 4. Elhunyt: Marylend, június

63 Clifford Berry Született: Gladbrook, Iowa április 19. Elhunyt: New York, október

64 ABC computer John Vincent Atanasoff és Clifford Berry az 1930-as évek közepén megtervezték az ABC computert, a világ első elektronikus számítógépét. 64

65 Atanasoff - Berry Computer Az Atanasoff - Berry Computer a világon az első elektronikus számítógép. Bináris áramkörök. Dobmemória. Clifford Berry az ABC computerrel 1942-ben. 65

66 Konrad Zuse Született: Berlin- Wilmersdorf, június 22. Elhunyt: Hünfeld, december

67 Decimális helyett bináris Konrad Zuse 1938-ban Németországban épített jelfogókkal (relékkel) működő számítógépet. A decimális számrendszer helyett binárist használt. Ő alkalmazott a világon először számítógépében elektromágneses reléket és kódlyukakkal lyukasztott filmet. 67

68 Z-1 Konrad Zuse 1938-ban készült el első számítógépével, a Z-1 jelűvel. Mechanikus kapcsolóelemeket és egy mechanikus tárolót alkalmazott a számítógépben. 68

69 Z-3 Konrad Zuse Z-3 típusú automatikus számítógépe 1941-ben 2600 jelfogóval működött. Az első programvezérelt számítógép műveletet végzett másodpercenként. 69

70 Howard Hathaway Aiken Született: Hoboken, New Jersey, március 9. Elhunyt: St Louis, Missouri, március

71 Elektromágneses relékből Az USA-ban Aiken és társai 1943-ban elkészítették a modern technika felhasználásával Babbage gépének modern változatát a Harvard Mark I-et. Ennek is elektromágneses relék voltak az alkotóelemei. Költsége dollár volt. 71

72 Mark A Harvard Mark-1 katonai célra készült 1943-ban. 16,5 m hosszú, 35 tonna tömegű, 3 művelet/másodperc. Az adatokat és utasításokat lyukszalagról vitték fel a gépre. 72

73 Számítógép-generációk XX. század 73

74 I. generációs számítógépek Elektroncsöves számítógépek 74

75 I. generációs számítógépek Az közötti időszakra tehető. Jellemző áramköri elemük az elektroncső. Műveleti sebességük művelet másodpercenként. Programozásuk kizárólag gépi kódban. Nagy az energia-felhasználásuk. Gyakori a meghibásodásuk. 75

76 Az elektroncső 1904-ben találták fel. Milliószor érzékenyebb, mint a legkifinomultabb relé. Analóg (folyamatosan változó) elektromos jelek erősítésére is alkalmas. 76

77 Maxwell H. A. Newmann Született: Chelsea, London február 7. Elhunyt: Comberton, Cambridgeshire, február 22. Max Newmann (Maxwell Hermann Alexander Newman) 77

78 Thomas Harold Flowers Született: London, december 22. Elhunyt: London, október 28. Tommy Flowers (Thomas Harold Flowers) 78

79 Elektroncsöves számítógép A II. világháború alatt Angliában a németek rejtjeleinek megfejtésére készítettek egy újabb számítógépcsaládot, a Colossust végén kezdett el működni az első olyan gép, amelyben elektroncsövekből kialakított áramköröket alkalmaztak. 79

80 COLOSSUS A Colossust Max Newman és Tommy Flowers tervei alapján 1943-ban építették. A gépet a náci vezérkar által használt Lorenz titkosítás feltörésére használták. 80

81 John William Mauchly Született: Cincinnati, Ohio augusztus 30. Elhunyt: Ambler, Pennsylvania január 8. 81

82 John Presper Eckert Született: Philadelphia, Pennsylvania április 9. Elhunyt: Bryn Mawr, Pennsylvania június 3. 82

83 Elektroncsöves számítógép A mai elképzeléseknek megfelelő első számítógépet ban a pennsylvaniai egyetemen mutatta be John Mauchly és Presper Eckert kutatócsoportja. 83

84 ENIAC A munka május 31-én kezdődött. A gépezet, amely egyelőre csak tervasztalon létezett, az Electronic Numerical Integrator And Computer nevet kapta (Elektronikus numerikus integrátor és számítógép). Az ENIAC egy elektroncsöves külső vezérlésű - az első teljesen elektronikus - számítógép volt. 84

85 Az ENIAC adatai A gépet 16 fajta, darab elektroncső, 70 ezer ellenállás, 7200 kristálydióda, 10 ezer kondenzátor, 4100 relé felhasználásával építették. A gép teljesítményfelvétele: 174 kw-os. Elhelyezéséhez egy 30 méternél hosszabb teremre volt szükség. 85

86 ENIAC Az ENIAC mozgó alkatrészeket nem tartalmazott, 30 m hosszú, 30 tonna, és 2000-szer gyorsabb, volt mint a MARK-1. Az adatokat lyukkártyáról, az utasításokat kézzel vitték a gépre. 86

87 Neumann János Született: Budapest, december 28. Elhunyt: Washington, február 8. 87

88 Herman Heine Goldstine Született: Chicago, Illinois szeptember 13. Elhunyt: 88

89 Új fejezet a számítástechnikában A számítógép-fejlesztők csoportjához ban csatlakozott a magyar származású Neumann János is. Ekkor kezdték el az új számítógép, az EDVAC építését. Neumann János ekkor javasolta, hogy a programot ne külső információhordozón, hanem magában a számítógépben, annak központi tárolójában helyezzék el. 89

90 Neumann-elvű számítógép Neumann az ENIACban a tárolt program elvét alkalmazta, majd elkészítette az újabb gépnek az EDVACnak a teljes leírását. Neumann és Goldstine Princetonban megalkotta az IASvagy Neumann-gépet. 90

91 IAS Institute for Advanced Studies. Párhuzamos működésű. Sokkal gyorsabb az akkori számítógépeknél. Felépítése - lényegében - megegyezett a mai számítógépekével. 91

92 Neumann-elvek A számítógép legyen teljesen elektronikus, külön vezérlő és végrehajtó egységgel. Kettes számrendszert használjon. Az adatok és a programok ugyanabban a belső tárban, a memóriában legyenek. A számítógép legyen univerzális Turinggép. 92

93 A tárolt program előnyei Bármely része gyorsan hozzáférhető a vezérlőegység számára. Nem hátráltatja a gép működését a programváltás, ezért megnövekszik az adatfeldolgozás sebessége. A már lefutott program, vagy egyes részletei újra felhasználhatók, a programba be lehet építeni feltételektől függő elágazásokat. 93

94 EDSAC Electronic Storage Calculator. Angliában 1949-ben. Delay Automatic készítették Digitális, elektronikus, univerzális, belső programvezérlésű számítógép. 94

95 EDVAC Electronic Discrete VAriable Computer. Belső programvezérlésű, elektronikus, digitális, univerzális számítógép. 95

96 UNIVAC Universal Automatic Computer. Az UNIVAC az első sorozatban gyártott számítógép ben készült. 96

97 II. generációs számítógépek Tranzisztoros számítógépek 97

98 II. generációs számítógépek Az közötti évekre tehető. Jellemző áramköri elemük a tranzisztor. Memóriájuk mágnesgyűrűs tár. Háttértáruk a mágnesszalag, majd a mágneslemez. Műveleti sebességük művelet/másodperc. Magasabb szintű programozási nyelvek jelennek meg: Assembly program. 98

99 A II. generáció jellemzői A tranzisztor feltalálása (katonai, kutatási, államigazgatási célokra használták). Assembly nyelv és a gépi kód közötti fordítás Assembler fordítóprogrammal. A műveleti sebesség ezeknél a gépeknél a másodperc milliomod részével mérhető. 99

100 William Bradford Shockley Született: London, február 13. Elhunyt: London, augusztus

101 John Bardeen Született: Madison, Wisconsin május 23. Elhunyt: Boston, Massachusetts január

102 Walter Houser Brattain Született: Amoy, Kína február 10. Elhunyt: Seattle, Washington október

103 Tranzisztor A tranzisztort 1947-ben fedezte fel a Bell Laboratóriumban John Bardeen, Walter Houser Brattan és William Shockley, akik ezért 1956-ban Nobel-díjat kaptak. A tranzisztor tömeges alkalmazása a számítógépekben először az 1950-es évek végén történt meg. 103

104 Tranzisztor A tranzisztor feladata gyakorlatilag a korábbi rádiócsőnek felel meg, csak sokkal kisebb, és kevesebbet fogyaszt. A mai mikrochipek működésének alapjául szolgál. 104

105 Kisebbek, megbízhatóbbak Az első generációs számítógépeket az es évek végén - az 1960-as évek elején váltották fel a második generációs számítógépek, amelyeket tranzisztorokból építettek. A tranzisztorokkal ugyanis kisebb, gyorsabb és megbízhatóbb logikai áramköröket lehetett készíteni, mint az elektroncsövekkel. 105

106 Kisebb fogyasztásúak, hosszabb életűek A második generációs számítógépek már másodpercenként egymillió műveletet is el tudtak végezni. A tranzisztorok sokkal kevesebb energiát fogyasztanak és sokkal hosszabb életűek. A gépek megbízhatósága körülbelül az ezerszeresére nőtt az első generációhoz képest. 106

107 Olcsóbbak, kelendőbbek Kisebbek lettek az alkatrészek és kisebbek lettek az alkatrészek közötti hézagok is. Egyúttal sokkal olcsóbbá is váltak a számítógépek, emiatt nőtt az eladások száma: csak az IBM 1400-as sorozatból több mint darabot helyeztek üzembe. 107

108 Nőtt a műveletek sebessége A számítógépek fő alkotórészei, a logikai áramkörök a tranzisztorokból épültek. Ez óriási méretcsökkenést jelentett, ugyanakkor az energia-felvételük is mérséklődött. A tranzisztorok sokkal megbízhatóbban működtek, mint az elektroncsövek. Ennek következményeként megsokszorozódott a műveletek sebessége. 108

109 Több cég alakult Szaporodtak a számítógépgyártással foglalkozó cégek is. A második számítógép-generáció korszakát az ös évekre lehet tenni. 109

110 Telefunken RAT A német Telefunken - RAT-740 típusú számítógépe ban. A műveleti sebesség ezeknél a gépeknél a másodperc milliomod részével mérhető. 110

111 IBM-1400 típus A tranzisztorokból épített számítógépek jelentették a második számítógép - generációt. Az IBM 1400-as sorozatból darabnál többet helyeztek üzembe. 111

112 III. generációs számítógépek Integrált áramkörök 112

113 III. számítógép-generáció Az közötti évekre lehet tenni. Jellemző áramköri elemük az integrált áramkör (IC). Műveleti sebességük elérte az 1 millió művelet/másodperc értéket. További magas szintű programnyelvek jelentek meg. Létrejöttek az első operációs rendszerek, a multiprogramozás és az időosztásos technika. 113

114 III. generációs számítógépek IBM 360-as sorozat Integrált áramkörök feltalálása, alkalmazása. Operációs rendszerek és magas szintű programozási nyelvek bevezetése (Algol, Cobol, Basic, Fortran). Ezek a gépek már egy időben több feladatot tudtak végrehajtani. 114

115 Integrált áramkör Integrált áramkör: Egyetlen félvezető lapkába négyzetcentiméterenként több ezer áramköri elem helyezkedik el. 115

116 Jack S. Kilby Született: Jefferson, Montana november

117 Robert Norton Noyce Született: Burlington, Iowa december 12. Elhunyt: Austin, Texas június

118 Jack S. Kilby és Robert N. Noyce Az integrált áramkört (IC-t) 1958-ban fedezte fel Jack S. Kilby (Texas Instruments) és Robert N. Noyce (Fairchild Semiconductor). Ez az eszköz a harmadik generációs számítógépek jellegzetes építőeleme. A tömegtermelés 1962-ben indult meg. 118

119 Az első integrált áramkör Az egyetlen félvezető lapkába sokszor négyzetcentiméterenként több ezer áramköri e- lemet elhelyező integrált áramköri technika tovább csökkentette a méreteket és növelte a műveleti sebességet. 119

120 IC-t tartalmazó számítógépek Az első integrált áramköröket tartalmazó számítógépek pedig 1964-ben kerültek kereskedelmi forgalomba. Megjelent a bájtszervezés és az input-output processzor is. A számítógépek több tevékenységet tudnak párhuzamosan végezni. Előrelépések történtek a távadat-átvitelben. 120

121 Csökkent az ár, a méret, a hiba Az integrált áramkörök tovább csökkentették a számítógépek árát, méretét és meghibásodási gyakoriságát. Ez tovább növelte a számítógépek iránti keresletet: az 1970-es évek elejére több mint nagyszámítógépet és ugyancsak több mint miniszámítógépet helyeztek üzembe. 121

122 IBM Az IBM-360 típusú számítógépe 1964-ből. Megjelent a bájtszervezés és az inputoutput processzor is. Párhuzamosan több tevékenységet tudtak végezni a gépek. 122

123 IV. generációs számítógépek Mikroprocesszor 123

124 IV. számítógép-generáció napjainkig, a ma számítógépei. Jellemző áramköri elemük a chip. Megjelennek újabb magas szintű programozási nyelvek (Pascal, C nyelv). Kifejlesztik az első számítógép-hálózatokat. LSI, VLSI technológia: grafikus egységek. Mikroszámítógépek, ablaktechnika (Windows). Képernyők, háttértárak megjelenése. 124

125 IV. generációs számítógépek 70-es évek, LSI (Large-Scale Integration - nagy fokú integrálás), 150 millió művelet/másodperc, fejlettebb magasszintű programnyelvek. 80-as évek, VLSI (Very Large-Scale Integration - nagyon nagy fokú integrálás), 150 millió művelet/másodperc, logikai, funkcionális, objektumorientált programozás. 125

126 Mikroprocesszor Mikroprocesszornak nevezzük az egyetlen félvezető elemben kialakított teljes CPU-t (Central Processing Unit=Központi vezérlő egység), amely egyetlen integrált áramkörös tokban helyezkedik el. 126

127 Gróf András - Andrew Grove Született: Budapest, szeptember

128 Gordon E. Moore Született: Palo Alto, California január

129 Robert Norton Noyce Született: Burlington, Iowa december 12. Elhunyt: Austin, Texas június

130 INTEL A céget augusztusában alakította meg Andrew Grove (eredeti magyar neve: Gróf András), Gordon E. Moore és Robert N. Noyce ben jelentette be az INTEL cég a mikroprocesszor megalkotását, de csak 1972-ben dobták piacra a 8008 jelzésű egységet. 130

131 A világ vezető gyártója 1974-ben a 8080 jelű IC a Zilog cég Z80 processzorának alapja ben a 8086 (illetve 8088) típusú IC-ből az 1981-ben piacra dobott IBM PC-k központi egysége készült. 131

132 Mindennapi számítógépek A mikroprocesszorok megjelenése tette lehetővé, hogy a számítógépek a mindennapi életbe is belépjenek. Olcsóságuk, kicsiny méretük miatt szinte minden területen használják őket. 132

133 IBM - a piacvezető A személyi számítógépek (PC = Personal Computer) piacán vezető helyet foglal el az IBM. Az IBM gépei, illetve a velük kompatibilis (egyenértékű) gépek uralják ezt a területet. 133

134 XT, AT, Pentium A os processzorra épülő IBM PC XT volt az első ilyen gép. Ezt követte a javított változat az ugyancsak ra épülő IBM PC AT. Ezután sorra következnek az újabb és újabb processzorokat magukba foglaló típusok: 80386, 80486, pentium. 134

135 IBM PC Egy PC változaton belül több altípus is létezik az adattovábbítás megoldása illetve a vezérlő órajel nagysága szerint. 135

136 Paul Allen Született: Seattle, Washington, január

137 William H. (Bill) Gates Született: Seattle, Washington, október

138 Szoftvergyártó óriás Paul Allen és Bill Gates 1975-ben megalapította a Microsoft nevű szoftver céget. A Microsoft programjai széles körben elterjedtek. Szoftvergyártó óriássá nőtte ki magát a cég. 138

139 V. generációs számítógépek A közeljövőben várható 139

140 V. számítógép generáció 1993-tól kezdődően. Jellemző áramköri elemük a Neumannelvtől eltérő, párhuzamos vagy asszociatív működésű mikroprocesszor. Eljárás-orientált programnyelv helyett program-orientált (Prolog). Mesterséges intelligencia. 140

141 V. generációs számítógépek A közeljövő számítógépei tartoznak ebbe a kategóriába. Mesterségesen, vizuálisan kommunikálnak. Következtetni tudnak. Problémamegoldó képességgel rendelkeznek. 141

142 A közeljövő A számítógépek fejlesztésének egyik meghatározó trendje a mikro-miniatürizálás, az az igyekezet, hogy mind több áramköri elemet sűrítsenek mind kisebb és kisebb méretű chipekbe. A kutatók az áramkörök sebességét a szupravezetés felhasználásával is igyekeznek felgyorsítani. 142

143 Komplex probléma-megoldás Az ötödik generációs számítógépek már komplex problémákat lennének képesek alkotó módon megoldani. Ennek a fejlesztésnek a végső célja az igazi mesterséges intelligencia létrehozása lenne. 143

144 Párhuzamos feldolgozás Az egyik aktívan kutatott terület a párhuzamos feldolgozás, azaz amikor sok áramkör egyidejűleg különböző feladatokat old meg. A párhuzamos feldolgozás alkalmas lehet akár az emberi gondolkodásra jellemző komplex visszacsatolás utánzására is. 144

145 Számítógép-hálózatok fejlődése Másik meglévő trend a számítógépes hálózatok fejlődése. Ezekben a hálózatokban már műholdakat is felhasználnak a számítógépek világhálózatának működtetésére. 145

146 Optikai számítógépek Folynak kutatások az optikai számítógépek kifejlesztésére is. Ezekben nem elektromos, hanem sokkal gyorsabb fényimpulzusok hordoznák az információt. 146

147 Mesterséges intelligencia Gyakorlati alkalmazása 147

148 Mesterséges intelligencia Mesterséges intelligencia: Minden olyan rendszer, amely az emberi magatartás modellezésére alkalmas. 148

149 ICOT - FGCS Japánban egy 1981 októberében tartott konferencián jelentettek be egy új állami kutatási tervet. A japán kormány 1982 áprilisában megalakította az Institute for New Generation Computer Technology (ICOT) nevű intézményt a számítástechnikai kutatások végzésére, egész pontosan az FGCS (Fifth Generation Computer Systems) projekt vezetésére. 149

150 Az V. generáció alkotórészei Ennek az új - szerintük az ötödik - generációnak fontos alkotórésze lesz A mesterséges intelligencia. A szakértői rendszerek. A műveletvégzés szimbólumokkal. 150

151 Az intelligens számítógép Intelligens számítógép létrehozása a cél, amelyik lát, hall, beszél és gondolkodik. Képes asszociálni, tanulni, következtetéseket levonni és dönteni. Hardver oldalról ennek az előfeltételét a párhuzamos feldolgozásban látják. 151

152 LIPS A japán kutatók tíz évre tervezték a munkát. Az első három év feladata volt egy PROLOG nyelvű olcsó személyi munkaállomás kidolgozása, ami több ezer objektumból és több ezer szabályból álló tudásbázist tud kezelni, másodpercenként már mintegy egymillió logikai következtetést (logical inferences per second, LIPS) tud levonni. 152

153 Rendszerintegráció Ebből a gépből aztán egy éven belül kereskedelmi terméknek kellett születni. A következő, 4 éves időszak a kísérletezésé és a rendszerintegráció első lépéseié volt. A párhuzamos feldolgozás fő problémáit is ezekben az években kellett megoldani. 153

154 Végső prototípus Az utolsó három évet a végső prototípus megépítésére és a további rendszerintegrálásra szánták. Az eredményt az 1990-es évek elejére várták, egy beszédet értő számítógépet. 154

155 Beszédet értő számítógép Sebessége egymillió-egymilliárd LIPS. A tudása több tízezer következtetési szabályt és több százmillió objektumot foglal magába (ez utóbbi nagyjából az Encyclopaedia Britannica ismeretanyaga). Megérti a köznapi nyelven beszélt és írott szöveget, és értelmezni tudja a grafikus adatbevitelt. 155

156 Létrejött az V. generációs gép A fejlesztést 1993 márciusában zárták le és sikeresnek ítélték. Értékelésük szerint létrehozták az ötödik generációs számítógép prototípusát és a gyártásához szükséges technológiát. Ez a prototípus a világ leggyorsabb és legnagyobb olyan számítógéprendszere, amely tudásalapú információfeldolgozásra képes. 156

157 PIM - KL1 A gép lelkét a párhuzamos következtető gépek (parallel inference machine, PIM) alkotják. Ezeknek a PIM-eknek a programozására kifejlesztették az igen termelékeny KL1 nevű párhuzamos logikai nyelvet. Elkészítették a párhuzamos folyamatok követésére és a hibakeresésre szolgáló eszközöket, valamint különböző alkalmazásokat fejlesztettek ki. 157

158 Az eredmények terjesztése 1993-ban új kutatásba kezdtek, amelynek a FGCS Follow-on Project elnevezést adták. Ennek a projektnek a célja a KL1 programozási környezet és az ezzel készült programrendszerek átültetése volt UNIX alapú soros és párhuzamos működésű számítógépekre. Célul az elért eredmények terjesztését tűzték ki. 158

159 ICOT - IFS Az FGCS keretében kifejlesztett főbb programrendszereket ICOT Free Software (IFS) néven hozták nyilvánosságra ben a kutatómunka új szakasza is sikeresen zárult ekkor felszámolták az ICOT-ot. Az elért eredményeket a Japan Information Processing Development Center (JIPDEC) gondozza tovább. 159

160 Gépek ezrei összekapcsolva Az áttörést talán az 1993-ban Leon O. Chua és Roska Sándor forradalmian új módszere hozhatja meg. Az elv lényege: az analóg módon működő, kicsi számítógépek ezreit működtetik összekapcsolva, logikai műveletekkel kombinálva, szemben az eddig elterjedt egy vagy néhány nagyteljesítményű processzoron alapuló rendszerekkel. 160

161 Celluláris neurális hálózat A kezdetben tárolt programú tömbszámítógép 1996-ban vált programozhatóvá. A CNN (Cellular Neutral Network), azaz a celluláris neutrális hálózat egy chipen belül közel tízezer kis feldolgozóegység együttes munkájával másodpercenként egytrillió művelet elvégzését oldja meg. 161

162 A bionikus szem Ez a sebesség legalább százszorosa a Neumann-elven működő processzorokénak, ráadásul a gyártási költség nagy szériában azonos nagyságrendű amazokéval. Az első bemutatkozó alkalmazása a bionikus szem, amely képfeldolgozás és alakfelismerés területén máris forradalmi változásokat érlelt. 162

163 A mindennapi élet része Sokféle célra használják a számítógépeket az élet minden területén: a repülőgépek vezérlésére, a forgalom irányítására, szövegek és számok feldolgozására és az üzleti megbeszélések időpontjának nyilvántartására. A számítógépek a modern üzleti élet, a kutatás és a mindennapi élet nélkülözhetetlen szereplőivé váltak. 163

164 Megjegyzés A Számítógép-történet című bemutató elkészítésekor igyekeztem körültekintően eljárni. Forrás: Internet. 164